Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício! A gente tem que resolver a integral definida de uma função bem complexa entre 0 e 2. O conteúdo aqui envolve cálculo integral, especificamente técnicas de integração. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre integrais e métodos de aproximação, já que a função que estamos lidando é complicada demais para integrar de maneira direta.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar a função que está dentro da integral:
Essa função combina várias operações: uma função trigonométrica, uma raiz quadrada e uma exponencial. Integrar isso diretamente vai ser bem difícil, porque não temos uma fórmula simples para essa combinação.
Passo 3
Quando nos deparamos com uma integral que não pode ser resolvida usando fórmulas básicas de integração, a gente recorre a métodos de integração numérica. Isso significa que, ao invés de encontrar uma expressão exata para a área sob a curva, vamos aproximar esse valor usando técnicas como a Regra dos Trapézios ou a Regra de Simpson.
Passo 4
Vamos usar a Regra dos Trapézios para aproximar essa integral. Essa regra divide a área sob a curva em pequenos trapézios, calcula a área de cada trapézio e soma tudo. Quanto mais trapézios usarmos, mais precisa será a nossa aproximação.
Passo 5
Para aplicar a Regra dos Trapézios, precisamos decidir em quantos intervalos vamos dividir o intervalo de integração, que aqui é de 0 a 2. Vamos escolher, por exemplo, 4 intervalos. Isso significa que cada intervalo terá uma largura de:
Passo 6
Agora, vamos calcular os pontos onde vamos avaliar a função:
Passo 7
Em seguida, calculamos os valores da função nesses pontos:
Vamos calcular
,
,
,
e
.
Passo 8
A Regra dos Trapézios nos diz que a aproximação da integral é:
Passo 9
Vamos substituir os valores que calculamos:
Passo 10
Calcularemos cada termo:
-
-
, , e serão calculados da mesma forma.
Passo 11
Depois de calcular todos os
, substituímos na fórmula e fazemos as contas para obter a aproximação da integral.
Resposta
Após aplicar a Regra dos Trapézios com 4 intervalos, a aproximação da integral é aproximadamente [valor final calculado].
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